(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される感光体ドラムに対向する開口部を有する現像器と、
該現像器の前記開口部に一部が配置され残部が前記現像器内に配置され、前記現像器内に収納される磁性キャリアと非磁性一成分トナーからなる現像剤を磁力を用いることなく表面に保持して、前記現像剤の前記非磁性一成分トナーを前記感光体ドラムの静電潜像に付与すべく、回転搬送する半導電性の弾性現像ローラと、
前記現像器内において、前記開口部よりも前記弾性現像ローラの回転搬送方向上流側に配設され、前記弾性現像ローラに圧接し、前記現像剤を磁力を用いることなく搬送して前記弾性現像ローラに供給するトナー供給ローラと、
前記現像器内において、前記開口部と前記トナー供給ローラとの中間に配置され、前記現像剤を、前記弾性現像ローラの周面上に薄層状に形成すべく規制するドクターブレードと、
を少なくとも備え、
前記ドクターブレードは、前記弾性現像ローラに圧接する先端部が曲率半径Ａの折り曲げ部から成り、
前記現像剤として、前記磁性キャリアのうち直径が前記曲率半径Ａ×０．３４２未満の磁性キャリアを除いた現像剤を用いるか、前記ドクターブレードの曲率半径を前記現像剤中に含まれる最小磁性キャリアの直径÷０．３４２以下に設定する、
ことを特徴とする画像形成ユニット。
【請求項２】
前記現像剤は、キャリア濃度が約５パーセントである、
ことを特徴とする請求項１記載の画像形成ユニット。
【請求項３】
前記ドクターブレードは、厚さ１００μｍの板バネ材であり、前記現像ローラに圧接する先端１ｍｍの部分を角度６５度で折り曲げられ、その折り曲げ曲率半径を０．２０ｍｍ〜０．３０ｍｍに形成され、前記非磁性一成分トナーの平均粒径が約７．５μｍである、
ことを特徴とする請求項２記載の画像形成ユニット。
【請求項４】
請求請１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成ユニットを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成ユニット及び画像形成装置に係わり、更に詳しくは感光体ドラムの回転速度を通常よりも高速回転で連続印字しても画像に掠れや白スジが発生しない現像部を備えた画像形成ユニット及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナーを用いて電子写真方式でトナー像を像担持体上に形成し、このトナー像を用紙に直接または間接に転写し、この転写トナー像を定着装置で用紙に定着して画像を形成する画像形成装置が知られている。
【０００３】
このような画像形成装置は、例えば、給紙ユニット、ベルトユニット、トナー供給ユニット、現像装置、定着装置等の複数の内部装置を備えている。中でも現像装置は、ホスト機器から送信された又はスキャナで走査した画像データに忠実なトナー画像を現像することが重要であるとされている。
【０００４】
一例として、現像ローラの表面をフィルム研磨装置を用いて加工し、十点平均粗さＲｚと算術平均粗さＲａの値が、Ｒａ／Ｒｚ＜０．１５、且つ、２μｍ＜Ｒｚ＜１１μｍになるように構成することによって、トナーの搬送性が良好で且つ画像カブリの発生しない現像装置を備えた画像形成装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【０００５】
この特許文献１に記載の説明及び図１を見ると、この画像形成装置は、電子写真式のカラー画像記録装置であり、タンデム型の４色の画像形成ユニットを備えた画像形成装置であることがわかる。
【０００６】
一般に、このような画像形成装置の印字速度は、例えば感光体ドラムの周面の線速として１００ｍｍ／秒程度に設定して使用される。これは、この印字速度が比較的良好な画像が得られる印字速度であるからである。
【０００７】
ところで、近年、印字処理の高速化の要望が強くなっている。これに応じて回転駆動系の長時間使用可能な許容限界まで回転速度を上げるとすると、感光体ドラムの周面の線速として１４０ｍｍ／秒程度まで上げることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−８５０７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、上記特許文献１の画像形成装置と同等の電子写真式のタンデム型カラー画像記録装置を用い、感光体ドラム周面の線速を１４０ｍｍ／秒程度の高速にして、ベタ印字の試し印字処理を繰り返し行うと、形成画像に掠れが出るという問題が発生する。画像の掠れは現像器の供給ローラに供給されるトナーが不十分なときに発生する現象である。
【００１０】
印字速度を上げると供給ローラも高速回転するが、供給ローラが高速回転すると、その遠心力によって非磁性のトナーが供給ローラの円周から軸の輻射方向にはじき飛ばされ、供給ローラに付着することが出来なくなり、上記の画像掠れが発生することが判明した。
【００１１】
供給ローラの回転速度を低下させればこの問題は解決するが、現像ローラや感光体ドラムを高速回転させたまま、供給ローラのみ回転速度を落とすと、供給ローラから現像ローラへのトナー供給量が低下して画像形成そのものが不十分なものになる。
【００１２】
したがって、高速回転する現像ローラに対して供給ローラの回転速度も一定の比率で高速に維持する必要がある。ここに近年の高速印字の要望に対する画像形成装置側の二律背反的な解決すべき課題が残されていた。
【００１３】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、感光体ドラムの回転速度を通常よりも高速回転で連続印字しても画像に掠れや白スジが発生しない現像部を備えた画像形成ユニット及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置の画像形成ユニットは、静電潜像が形成される感光体ドラムに対向する開口部を有する現像器と、該現像器の上記開口部に一部が配置され残部が上記現像器内に配置され、上記現像器内に収納される磁性キャリアと非磁性一成分トナーからなる現像剤を磁力を用いることなく表面に保持して、上記現像剤の上記非磁性一成分トナーを上記感光体ドラムの静電潜像に付与すべく、回転搬送する半導電性の弾性現像ローラと、上記現像器内において、上記開口部よりも上記弾性現像ローラの回転搬送方向上流側に配設され、上記弾性現像ローラに圧接し、上記現像剤を磁力を用いることなく搬送して上記弾性現像ローラに供給するトナー供給ローラと、上記現像器内において、上記開口部と上記トナー供給ローラとの中間に配置され、上記現像剤を、上記弾性現像ローラの周面上に薄層状に形成すべく規制するドクターブレードと、を少なくとも備え、上記ドクターブレードは、上記弾性現像ローラに圧接する先端部が曲率半径Ａの折り曲げ部から成り、上記現像剤として、上記磁性キャリアのうち直径が上記曲率半径Ａ×０．３４２未満の磁性キャリアを除いた現像剤を用いるか、上記ドクターブレードの曲率半径を上記現像剤中に含まれる最小磁性キャリアの直径÷０．３４２以下に設定する、
ように構成される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、感光体ドラムの回転速度を通常よりも高速回転で連続印字しても画像に掠れや白スジが発生しない現像部を備えた画像形成ユニット及び画像形成装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１〜４に係る画像形成ユニットを備えたカラー画像形成装置（プリンタ）の内部構成を説明する断面図である。
【図２】(a)は実施例１〜３に係る画像形成ユニットの現像ローラを中心とする部分を切り出して示す拡大断面図、(b)はその現像ローラとドクターブレードの一部のみを更に拡大して示す図である。
【図３】(a)は実施例２、３に係る画像形成ユニットの球形のキャリアがドクターブレードの先端で詰まらない条件について検討した図、(b)は検討の結果得られた具体例を示す図である。
【図４】(a)は実施例４に係る画像形成ユニットの外観斜視図、(b)は(a)のＡ−Ａ´断面矢視図、(c)は(a)のトナーカートリッジを取り除いて示す図である。
【図５】(a)は図４(b)に示す画像形成ユニットを矢印Ｂで示す斜め左下方向から見上げた斜視図、(b),(c)は(a)の破線丸Ｃで示す部分の拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、実施例１に係る画像形成ユニットを備えたカラー画像形成装置（以下、単にプリンタという）の内部構成を説明する断面図である。図１に示すプリンタ１は、電子写真式で二次転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置であり、画像形成部２、中間転写ベルトユニット３、給紙部４、及び両面印刷用搬送ユニット５で構成されている。
【００１９】
上記画像形成部２は、同図の右から左へ４個の画像形成ユニット６（６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｋ）を多段式に並設した構成からなる。
【００２０】
上記４個の画像形成ユニット６のうち上流側（図の右側）の３個の画像形成ユニット６Ｍ、６Ｃ及び６Ｙは、それぞれ減法混色の三原色であるマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の色トナーによるモノカラー画像を形成し、画像形成ユニット６Ｋは、主として文字や画像の暗黒部分等に用いられるブラック（Ｋ）トナーによるモノクロ画像を形成する。
【００２１】
上記の各画像形成ユニット６は、トナー容器（トナーカートリッジ）に収納されたトナーの色を除き全て同じ構成である。したがって、以下ブラック（Ｋ）用の画像形成ユニット６Ｋを例にしてその構成を説明する。
【００２２】
画像形成ユニット６は、最下部に感光体ドラム７を備えている。この感光体ドラム７は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成されている。この感光体ドラム７の周面近傍を取り巻いて、クリーナ８、帯電ローラ９、光書込ヘッド１１、及び現像器１２の現像ローラ１３が配置されている。
【００２３】
現像器１２は、上部のトナー容器に同図にはＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋで示すようにマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のいずれかのトナーを収容し、中間部には下部へのトナー補給機構を備えている。
【００２４】
また、現像器１２の下部には側面開口部に上述した現像ローラ１３を備え、内部にトナー撹拌部材、現像ローラ１３にトナーを供給するトナー供給ローラ、現像ローラ１３上のトナー層を一定の層厚に規制するドクターブレード等を備えている。
【００２５】
中間転写ベルトユニット３は、本体装置のほぼ中央で図の前後両側のほぼ端から端まで扁平なループ状になって延在する無端状の転写ベルト１４と、この転写ベルト１４を掛け渡されて転写ベルト１４を図の反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ１５と従動ローラ１６を備えている。
【００２６】
上記の転写ベルト１４は、トナー像を直接ベルト面に転写（一次転写）されて、そのトナー像を更に用紙に転写（二次転写）すべく用紙への転写位置まで搬送するので、ここではユニット全体を中間転写ベルトユニットといっている。
【００２７】
この中間転写ベルトユニット３は、上記扁平なループ状の転写ベルト１４のループ内にベルト位置制御機構１７を備えている。ベルト位置制御機構１７は、転写ベルト１４を介して感光体ドラム７の下部周面に押圧する導電性発泡スポンジから成る一次転写ローラ１８を備えている。
【００２８】
ベルト位置制御機構１７は、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びイエロー（Ｙ）の３個の画像形成ユニット６Ｍ、６Ｃ及び６Ｙに対応する３個の一次転写ローラ１８を鉤型の支持軸を中心に同一周期で回転移動させる。
【００２９】
そして、ベルト位置制御機構１７は、ブラック（Ｋ）の画像形成ユニット６Ｋに対応する１個の一次転写ローラ１８を上記３個の一次転写ローラ１８の周期と異なる回転移動周期で回転移動させて転写ベルト１４を感光体ドラム７から離接させる。
【００３０】
すなわち、ベルト位置制御機構１７は、中間転写ベルトユニット３の転写ベルト１４の位置を、フルカラーモード（４個全部の一次転写ローラ１８が転写ベルト１４に当接）、モノクロモード（画像形成ユニット６Ｋに対応する一次転写ローラ１８のみが転写ベルト１４に当接）、及び全非転写モード（４個全部の一次転写ローラ１８が転写ベルト１４から離れる）に切換える。
【００３１】
上記の中間転写ベルトユニット３には、上面部のベルト移動方向最上流側の画像形成ユニット６Ｍの更に上流側に、ベルトクリーナユニットが配置され、下面部のほぼ全面に沿い付けるように平らで薄型の廃トナー回収容器１９が着脱自在に配置されている。
【００３２】
また、この中間転写ベルトユニット３には、ベルト移動方向最下流側の端面に近接して濃度センサ２０が配設されている。
【００３３】
給紙部４は、上下２段に配置された２個の給紙カセット２１を備え、２個の給紙カセット２１の給紙口（図の右方）近傍には、それぞれ用紙取出ローラ２２、給送ローラ２３、捌きローラ２４、待機搬送ローラ対２５が配置されている。
【００３４】
待機搬送ローラ対２５の用紙搬送方向（図の鉛直上方向）には、転写ベルト１４を介して従動ローラ１６に圧接する二次転写ローラ２６が配設されて、用紙への二次転写部を形成している。
【００３５】
この二次転写部の下流（図では上方）側にはベルト式熱定着装置２７が配置されて、ベルト式熱定着装置２７の更に下流側には、定着後の用紙をベルト式熱定着装置２７から搬出する搬出ローラ対２８、及びその搬出される用紙を装置上面に形成されている排紙トレー２９に排紙する排紙ローラ対３１が配設されている。
【００３６】
両面印刷用搬送ユニット５は、上記搬出ローラ対２８と排紙ローラ対３１との中間部の搬送路から図の右横方向に分岐した開始返送路３２ａ、それから下方に曲がる中間返送路３２ｂ、更に上記とは反対の左横方向に曲がって最終的に返送用紙を反転させる終端返送路３２ｃ、及びこれらの返送路の途中に配置された４組の返送ローラ対３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを備えている。
【００３７】
上記終端返送路３２ｃの出口は、給紙部４の下方の給紙カセット２１に対応する待機搬送ローラ対２５への搬送路に連絡している。
【００３８】
また、本例において中間転写ベルトユニット３の上面部には、クリーニング部３５及び取り込みローラ３６が配置されている。
【００３９】
クリーニング部３５は、転写ベルト１４の上面に当接して廃トナーを擦り取って除去し、取り込みローラ３６はクリーニング部３５が除去した廃トナーを引き継いで、図示を省略したベルトクリーナユニットの一時貯留部に溜め込み、その溜め込まれた廃トナーを搬送スクリューにより落下筒内を上部まで搬送し、落下筒を介して廃トナー回収容器１９に送り込んでいる。
【００４０】
また、上記のクリーニング部３５を適度の圧力で転写ベルト１４に圧接させるために、中間転写ベルトユニット３側には、下方から転写ベルト１４をクリーニング部３５に向けて押圧する押圧ローラ３７が設けられている。
【００４１】
図１に示すように、このプリンタ１は、従来の用紙に直接トナー像を転写する方式ではなく、待機搬送ローラ対２５により二次転写部まで鉛直方向に搬送される用紙に中間転写ベルト１４を介してトナー像を転写する方式となっている。
【００４２】
したがって、用紙の搬送路に発生する用紙ジャム等の不具合を回復するメンテナンス処理時には、図１の右側を開放するのみで対処できるようになっている。
【００４３】
そして、用紙ジャム等の不具合はキット類の配設部では発生しないので、図１の左側に集中するキット類などの消耗品の着脱の操作は、長手方向に入れ替え操作するだけの小さなスペースで良いように構成されている。
【００４４】
これにより、キット間の寸法は、可及的に縮小されており、装置本体全体の小型化が図られている。また、光書込みヘッド自体も小型化され、感光体ドラムに、より近接している構成となっている。
【００４５】
図２(a)は、画像形成ユニット６の現像ローラ１３を中心とする部分を切り出して示す拡大断面図であり、同図(b)はその現像ローラ１３とドクターブレードの一部のみを更に拡大して示す図である。
【００４６】
図２(a)には、静電潜像が形成される感光体ドラム７と、この感光体ドラム７に対向する開口部３８を有する現像器１２と、この現像器１２の開口部３８に一部が配置され残部が現像器１２内に配置された現像ローラ１３を示している。
【００４７】
現像ローラ１３は、半導電性を有するウレタンゴム性で、表面粗さが約６μｍ（Ｒｚ）であり、表面に現像剤を担持して搬送する能力を持っている。また、感光体ドラム７と現像ローラ１３は、一定の喰い込み状態で圧接した状態で配置されている。
【００４８】
更に、図２(a)には、現像器１２内において、開口部３８よりも現像ローラ１３の回転搬送方向上流側に配設されたトナー供給ローラ４１（以下、単に供給ローラ４１という）を示している。供給ローラ４１と現像ローラ１３も一定の喰い込み状態で圧接した状態で配置されている。
【００４９】
更に、図２(a)には、現像器１２内に収納される磁性キャリアと非磁性一成分トナーからなる現像剤３９を示している。また、現像剤３９を攪拌する攪拌部材３４を示している。種々の実験の結果では、非磁性トナーに２成分現像方式で使用されている磁性キャリアを混入したものを現像剤３９とすることによって、現像ローラ１３のトナー搬送能力が高まることが判明した。
【００５０】
これは、非磁性トナー（以下、単にトナーという）に磁性キャリア（以下、単にキャリアという）を混入させると、トナーとキャリアが摩擦帯電しキャリアにトナーが付着する。その結果、現像剤３９は、トナーとキャリアが一体となった大きな自重を持った状態で供給ローラ４１に付着することになる。
【００５１】
トナーは単体であったときよりも、現像剤３９の状態では供給ローラ４１の高速回転による遠心力でも吹き飛ばされにくくなる。その結果、供給ローラ４１は、図の矢印方向すなわち反時計回り方向に回転しながら、現像剤３９に混入されたトナーを、より多く現像ローラ１３に供給することができるようになる。
【００５２】
現像ローラ１３は、現像剤３９を表面に担持して、現像剤３９のトナーを感光体ドラム７の静電潜像に付与すべく、現像剤３９を図の矢印方向すなわち反時計回り方向に回転搬送する。
【００５３】
更に、図２(a)には、現像器１２内において、開口部３８と供給ローラ４１との中間に配置されたドクターブレード４２を示している。図２(b)に拡大して示すドクターブレード４２は、厚さほぼ１００μｍの板バネ材（ＳＵＳ）で構成されている。
【００５４】
図２(b)に示すドクターブレード４２は、右上の先端４２ａがドクターブレードの先端で自由端になっている。左端側４２ｂはその先が図２(b)では図示を省略されているが、図２(a)に示したように、延長した先端は現像器１２に固定されている。
【００５５】
ドクターブレード４２は、現像ローラ１３に圧接する先端１ｍｍの部分を角度６５度で折り曲げられ、その折り曲げ曲率半径をＡｍｍに形成されている。ドクターブレード４２は、折り曲げ曲率半径Ａｍｍで折り曲げられたＲ部分が一定の荷重で現像ローラ１３の周面に押し当たるように板バネ材のバネ性を利用して設置されている。
【００５６】
これにより、ドクターブレード４２は、現像剤３９を、現像ローラ１３の周面上に所定の厚さの薄層状に形成すべく薄層の厚さ規制する。本例では、上述したように、トナーにキャリアを混入させた現像剤３９を用いることにより、ベタ画像の高速印刷で、供給ローラ４１を高速回転させても、形成画像の掠れが解消する。
【００５７】
ところが、このようにトナーにキャリアを混入した現像剤を用いると、印刷が進むにつれ、キャリアがドクターブレード４２と現像ローラ１３との間に詰まり、トナーの搬送を阻害し、所謂白スジと呼ばれる画像が出現するようになる。
【００５８】
白スジの発生を回避するには、ドクターブレード４２の先端に入り込まない非常に大きなキャリアを用いればよいことは明白である。しかしながら、大きいキャリアを使用する場合、現像剤３９により多くのキャリアを混入しないとトナー供給の追従性を改善することができない。これは大きいキャリアは単位重量当りに保持できるトナーの量が少ないことに起因すると考えられる。
【００５９】
そこで、より小さいキャリアで且つドクターブレード４２の先端部に詰まらない大きさのキャリアを作り出す実験を行った。先ず、図２(b)に示すドクターブレード４２のＲの付いた曲げ部と現像ローラ１３との圧接部にキャリアが入ったときのキャリアが受ける力について考察する。
【００６０】
キャリアはドクターブレード４２にあたる位置によって受ける力の方向が変わる。すなわち、キャリアがドクターブレード４２に接したときの接線の角度が接線４３ａのように角度４５度以下であれば垂線方向の力が強く働く。他方、キャリアがドクターブレード４２に接したときの接線の角度が接線４３ｂのように角度４５度以上であれば水平方向に強い力が働く。
【００６１】
一方、キャリアは、現像ローラ１３の回転によって水平方向の力を受けるが、キャリア自体は現像ローラ１３への付着力が弱いため搬送力は小さい。つまり、ドクターブレード４２によって垂直方向の力が加わらなければ、キャリアは、ドクターブレード４１と現像ローラ１３との圧接部方向へは入り込みにくい。
【００６２】
さらに、トナー自身も摩擦電荷によって現像ローラ１３に付着し搬送される。このトナーが、詰まりかけたキャリアの下に入り込むようになり、キャリアは垂直方向の力を受け上方に持ち上げられる力を受ける。以上のことから、４５度の角度の位置以上でキャリアとドクターブレード４２が接するようにすることで、キャリアの詰まりは回避できると考えられる。
【００６３】
図３(a)は球形のキャリアがドクターブレード４２の先端で詰まらない条件について検討した図を示し、図３(b)は検討結果得られた具体例を示す図である。
【００６４】
ここで、図２(b)に示したように、ドクターブレード４２の先端１ｍｍの部分を曲げ角度６５°で且つ図３(a)に示すように曲げの曲率半径をＡμｍｍとする。そして、４５度の曲率半径の位置におけるドクターブレード４２の接線４３ｃの接点４４と曲率半径Ａμｍｍの曲率中心４５から下ろした鉛直線４６との間の距離をＢμｍとする。
【００６５】
更に、曲率半径Ａμｍの４５度の位置の接線４３ｃの接点４４の位置に入ったキャリア４７の半径をＣμｍ、キャリア４７の中心から接点４４までの鉛直方向の距離をＤμｍとすると、
【００６６】
Ｂ×Ｂ＋Ｂ×Ｂ＝Ａ×Ａ
であり、これから
Ｂ＝Ａ／√２  ・・・・・（１）
が得られる。また、
Ｄ×Ｄ＋Ｄ×Ｄ＝Ｃ×Ｃ
であり、これから
Ｄ＝Ｃ／√２  ・・・・・（２）
が得られる。また、
Ａ−Ｂ＝Ｃ＋Ｄ
であり、上記の式（１）と（２）を代入して
Ａ−Ａ／√２＝Ｃ＋Ｃ／√２
（１−１／√２）Ａ＝（１＋１／√２）Ｃ
Ｃ＝（（１−１／√２）／（１＋１／√２））Ａ
Ｃ＝０．１７１４×Ａ  ・・・・（３）
が得られる。
【００６７】
これにより、曲率半径の４５°の位置でドクターブレード４２に接するためのキャリア４７の粒径の半径Ｃを計算すると、ドクターブレード４２の曲げの半径Ａの０．１７１４倍であることが解る。
【００６８】
したがって、図３(b)に示す曲率半径３００μｍのドクターブレード４２を使用した場合のキャリア４７の大きさを計算すると、キャリア４７の半径は５１μｍとなる。粒径（直径）にすると１０２μｍとなる。
【００６９】
すなわち、前述したように曲率半径の４５°の接線の接点の位置が、粒形物が入り込んで凝集する、入り込まずに攪拌されているかの分岐点になると考えると、凝集物（キャリア）の粒形物の直径の分岐点は１０２μｍということになる。
【００７０】
また、特には図示しないが、ドクターブレード４２の先端曲げの曲率半径が２００μｍのものを用いると、キャリア４７の直径は６８μｍになる。
【００７１】
この理論に基づいて、実験機として、カラーページプリンタ、ＳＰＥＥＤＩＡＮ３６００（カシオ計算機株式会社製）を用いることにした。このプリンタの本来の印字速度は１０８ｍｍ／ｓｅｃであるが、実験では、印字速度を１５０ｍｍ／ｓｅｃの高速回転に設定して使用した。
【００７２】
現像装置には、先端の曲げ曲率半径３００μｍのドクターブレード４２を装着し、平均粒径７．５μｍのトナー２００ｇに、平均粒径１２０μｍのキャリア１０ｇを混合した現像剤３９を投入して印字を開始した。
【００７３】
印字率を各色１．７％とし、２枚間欠にて印字を繰り返し行った。結果は、高速印字にも関わらず、トナーの追従不良による画像掠れは発生しなかった。しかしトナーが無くなる段階で白スジが見られるようなった。
【実施例２】
【００７４】
実施例２として、実施例１で使用したものと同じキャリア４７を、１５０メッシュ（目開き１０５μｍ）に通し、メッシュ上に残ったキャリアを用いて実施例１の場合と同様に印字を繰り返した。結果は、トナー無しまで、白スジも画像掠れも無い良好な画像を得ることが出来た。
【００７５】
すなわち、平均粒径１２０μｍのうち、直径が１０５μｍを超えるキャリア４７のみを使用すると、トナー無しまで、白スジも画像掠れも無い良好な画像を得ることが出来ることが判明した。
【実施例３】
【００７６】
次に、実施例３として、  現像装置に、先端の曲げ曲率半径が２００μｍのドクターブレードを装着し、平均粒径６．０μｍのトナー２００ｇに平均粒径９０μｍのキャリアを混合した現像剤を投入し、印字を実施した。
【００７７】
尚、キャリアには、あらかじめ２００メッシュ(目開き７４μｍ）を通して、７４μｍ以下のものを除去したものを用いた。結果は、小粒径のキャリアであるにも関わらずトナーの良好な追従性を示し、キャリア詰まりによる白スジの発生もみられなかった。
【００７８】
すなわち、平均粒径９０μｍのうち、直径が７４μｍを超えるキャリアのみを使用すると、この場合も、トナー無しまで、白スジも画像掠れも無い良好な画像を得ることが出来ることが判明した。
【００７９】
このように、非磁性一成分トナーに、ドクターブレードに詰まらない大きさのキャリアを混入させることにより、高速印字でもトナーの追従不良による画像掠れの発生が無く白スジも無い良好な画像が得られる。
【００８０】
また、投入するキャリアの直径の大きさを、ドクターブレード先端の曲げの曲率半径の０．３４２以上という適正な大きさに設定することより、少ない量のキャリアで十分な効果が得られるようになる。
【実施例４】
【００８１】
ところで、図１に示すプリンタ１では、作りたてのトナーは物性が安定していないことや、ドクターブレードと現像ローラの表面との馴染み具合、ドクターブレードの裏側付近のトナーの凝集の度合（トナーの動き具合）等、現像部が安定状態にならないとトナーが十分帯電されず、均一な画像が得られない場合がある。
【００８２】
そこで、画像形成ユニットの製造工程においては、通常、現像部の状態を安定化させる手段として、現像装置にトナーを充填して、画像形成ユニットを３０秒程度、空回転（印字を伴わないベタ画像の現像処理）を実施することが一般的に採用されている。
【００８３】
図４(a)は実施例４に係る画像形成ユニットの外観斜視図であり、同図(b)は同図(a)のＡ−Ａ´断面矢視図、同図(c)は同図(a)のトナーカートリッジを取り除いて示す図である。尚、図４(a),(b),(c)には、図１ないし図３(a),(b)と同一の構成部分には図１ないし図３(a),(b)と同一の番号を付与して示している。
【００８４】
図４(a),(b)に示すように、画像形成ユニット６の現像器１２は、現像部４８と、この現像部４８に着脱自在はトナーカートリッジ４９から成る。現像部４８においては、現像ローラ１３、感光体ドラム７、クリーナ８等が一体化されている。
【００８５】
上述した空回転の場合は、図４(a),(b),(c)に示すように、現像ローラ１３から感光体ドラム７に現像されたトナー像は全てクリーナ８のクリーニングブレード５１によってクリーナ８内に掻き落とされて廃トナーとなる。
【００８６】
そして、廃トナーは、クリーナ８内に配置されている廃トナー搬送コイル５２により廃トナー搬送経路Ａ５３の下端部に集積される。廃トナー搬送経路Ａ５３は、内蔵の搬送スクリュウ装置により廃トナーを上方に搬送して、廃トナー搬送経路Ｂ５４に廃トナーを引き渡す。
【００８７】
廃トナーの搬送を引き継いだ廃トナー搬送経路Ｂ５４は、内蔵の搬送スクリュウ装置により廃トナーをユニットの長手方向に沿って水平に搬送し、ユニットの端部から短手方向に直角に曲がる廃トナー搬送経路Ｃ５５に廃トナーを引き渡す。
【００８８】
廃トナーは、廃トナー搬送経路Ｃ５５から廃トナー排出口５６を介して、トナーカートリッジ４９の内部に配設されている廃トナー収容部に収容される。
【００８９】
このような場合、廃トナーは、廃トナー搬送コイル５２から廃トナー排出口５６を経て廃トナー収容部に収容されるまでの各経路の引継ぎ部で僅かの量が滞留する。使用する場所に設置済みのプリンタであれば問題無いが、工場からの輸送途上であると振動等で滞留している廃トナーが僅かの間隙から飛散することが考えられる。
【００９０】
また、輸送による振動等で搬送経路内で廃トナーが片寄ったり、一部に凝集した状態になることも考えられる。この様な状態から使用すると、廃トナー搬送コイルや搬送スクリュウ装置に過負荷が掛かり性能上望ましくない。
【００９１】
また、クリーナ内だけなら工場での試験運転で説明がつくが、新品であるにも関らず、他の搬送経路やトナーカートリッジ４９の廃トナー収容部にまで廃トナーが残留しているのは、ユーザが抱くイメージとしても望ましくない。そこで、本例では、クリーナ８から廃トナー搬送経路Ａ５３に引き渡す直前にクリーナ８内の廃トナーを清掃して除去するようにする。
【００９２】
図５(a)は、図４(b)に示す画像形成ユニット６を矢印Ｂで示す斜め左下方向から見上げた斜視図であり、図５(b),(c)は、図５(a)の破線丸Ｃで示す部分の拡大図である。図５(b)に示すように、クリーナ８の廃トナー搬送経路Ａ５３に近接する端部には、廃トナー清掃孔５７が設けられる。
【００９３】
これにより試験空運転時に感光体ドラムから除去されて廃トナー搬送コイル５２により廃トナー搬送経路Ａ５３に引き渡す位置まで搬送されてきた廃トナーは、廃トナー清掃孔５７から掃除機等による吸引で除去される。
【００９４】
廃トナー除去後は、図５(c)に示すように、廃トナー清掃孔５７を蓋５８で覆って画像形成ユニット６を製品として完成させる。尚、蓋５８は専用部品であっても良いし、製品銘板等のラベルであっても良い。
【００９５】
このように、本例によれば、廃トナーをクリーナから除去する廃トナー清掃孔５７を特別に設けたので、梱包・輸送する前に試験空運転で発生する廃トナーを清掃でき、これにより、輸送時の振動で廃トナーが飛散するトラブルが防止されるとともに、新品であることのイメージを損なうことなくユーザに装置を引き渡すことができる。
【００９６】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明は特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[付記１]
【００９７】
静電潜像が形成される感光体ドラムに対向する開口部を有する現像器と、
該現像器の前記開口部に一部が配置され残部が前記現像器内に配置され、前記現像器内に収納される磁性キャリアと非磁性一成分トナーからなる現像剤を表面に保持して、前記現像剤の前記非磁性一成分トナーを前記感光体ドラムの静電潜像に付与すべく、回転搬送する現像ローラと、
前記現像器内において、前記開口部よりも前記現像ローラの回転搬送方向上流側に配設され、前記現像ローラに圧接し、前記現像剤を前記現像ローラに供給するトナー供給ローラと、
前記現像器内において、前記開口部と前記トナー供給ローラとの中間に配置され、前記現像剤を、前記現像ローラの周面上に薄層状に形成すべく規制するドクターブレードと、
を少なくとも備え、
前記ドクターブレードは、前記現像ローラに圧接する先端部が曲率半径Ａの折り曲げ部から成り、
前記現像剤の前記磁性キャリアは、直径がＡ×０．３４２以上のもののみから成る、
ことを特徴とする画像形成ユニット。
[付記２]
【００９８】
前記ドクターブレードは、厚さ１００μｍの板バネ材であり、前記現像ローラに圧接する先端１ｍｍの部分を角度６５度で折り曲げられ、その折り曲げ曲率半径を０．３０ｍｍに形成され、
前記現像剤の前記磁性キャリアは、平均粒径１２０μｍの中の粒径１０５μｍを超えるもののみから成り、前記現像剤の総量を２１０ｇとしたときの混合量が１０ｇとなる割合で混合され、
前記現像剤の前記非磁性一成分トナーは、平均粒径７．５μｍ、前記現像剤の総量を２１０ｇとしたときの混合量が２００ｇとなる割合で混合される、
ことを特徴とする付記１記載の画像形成ユニット。
[付記３]
【００９９】
前記ドクターブレードは、前記先端１ｍｍ部分の折り曲げ曲率半径を０．２０ｍｍに形成され、
前記現像剤の前記磁性キャリアは、平均粒径９０μｍの中の粒径７４μｍを超えるもののみから成る、
ことを特徴とする付記２記載の画像形成ユニット。
[付記４]
【０１００】
付記１ないし３のいずれか１つに記載の画像形成ユニットを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明は、感光体ドラムの回転速度を通常よりも高速回転で連続印字しても画像に掠れや白スジが発生しない現像部を備えた画像形成ユニット及び画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１  プリンタ
２  画像形成部
３  中間転写ベルトユニット
４  給紙部
５  両面印刷用搬送ユニット
６（６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｋ）  画像形成ユニット
７（７ｍ、７ｃ、７ｙ、７ｋ）  感光体ドラム
８  クリーナ
９  帯電ローラ
１１  光書込ヘッド
１２  現像器
１３  現像ローラ
１４  転写ベルト
１５  駆動ローラ
１６  従動ローラ
１７  ベルト位置制御機構
１８  一次転写ローラ
１９  廃トナー回収容器
２０  濃度センサ
２０−１  視野（読み取り範囲）
２１  給紙カセット
２２  用紙取出ローラ
２３  給送ローラ
２４  捌きローラ
２５  待機搬送ローラ対
２６  二次転写ローラ
２７  ベルト式熱定着装置
２８  搬出ローラ対
２９  排紙トレー
３１  排紙ローラ対
３２ａ  開始返送路
３２ｂ  中間返送路
３２ｃ  終端返送路
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ  返送ローラ対
３４  攪拌部材
３５  クリーニング部
３６  取り込みローラ
３７  押圧ローラ
３８  開口部
３９  現像剤
４１  トナー供給ローラ（供給ローラ）
４２  ドクターブレード
４２ａ  先端（自由端）
４２ｂ  左端側
４３ａ、４３ｂ、４３ｃ  接線
４４  接点
４５  曲率中心
４６  鉛直線
４７  キャリア
４８  現像部
４９  トナーカートリッジ
５１  クリーニングブレード
５２  廃トナー搬送コイル
５３  廃トナー搬送経路Ａ
５４  廃トナー搬送経路Ｂ
５５  廃トナー搬送経路Ｃ
５６  廃トナー排出口
５７  廃トナー清掃孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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